방광기능 전자센서 모니터링 기술 개발

권경하 KAIST 교수 연구팀 성과
방광절제술 후 카테터 없이 가능

방광절제술을 받은 환자가 불편해하는 카테터 삽입 없이도 방광기능을 안전하게 모니터링 할 수 있는 기술이 개발됐다.

KAIST는 권경하(사진) 전기및전자공학부 교수 연구팀이 김지혜 미국 노스웨스턴대 박사와 공동연구를 통해 방광의 크기·압력 변화를 정확하게 측정하는 디지털 헬스케어 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

부분적 방광절제술은 긴 회복 기간이 필요하며, 이 기간에 요로 동역학 검사(UDS)를 통해 몸밖으로 소변을 배출하는 기능을 간헐적으로 평가한다. 그러나 UDS는 환자 친화적이지 않으며 사용자마다 결과에 변동성이 있고, 연속적인 데이터 수집 능력이 제한된다. 또 카테터 관련 요로 감염의 위험을 초래하며, 고위험 환자에게서는 상행성 신우신염으로 진행되기도 한다. 이러한 UDS의 적절한 대안으로, 요로에 카테터를 삽입하지 않고 방광의 상태를 연속적이고 실시간으로 모니터링할 수 있는 기술이 필요하다.

연구팀은 방광의 충전·배뇨와 관련된 기계적 변형 변화를 무선 원격 측정할 수 있는 이식형 방광 플랫폼을 개발했다. 이 시스템은 생분해성 스트레인 센서를 이용해 방광의 크기와 압력 변화를 실시간으로 측정하고, 회복 기간이 끝나면 해당 센서가 신체 내에서 자연스럽게 용해돼 사라지는 것이 특징이다. 모니터링 장비 제거를 위한 추가 수술이 필요 없고 합병증 위험을 줄이는 것은 물론 환자의 편안함과 회복 시간을 개선한다.

연구팀은 이 플랫폼이 이식 후 최대 30일까지 실시간 변화를 재현적으로 측정할 수 있음을 쥐 모델을 통해 입증했다. 또 개코원숭이 실험을 통해, 이 기술이 전통적인 UDS와 비교해 최대 8주까지 압력 측정의 일치성을 보이는 것을 확인했다. 이 같은 결과는 해당 시스템이 장기간 수술 후 방광 회복 모니터링을 위한 UDS의 적절한 대안으로 사용될 수 있음을 시사한다.

권 교수는 “개코원숭이를 활용한 광범위한 실험을 통해 방광 기능에 대한 정확하고 신뢰할 수 있는 데이터를 제공하는 장치의 효능을 입증했다” 라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국 국립과학원 회보(PNAS)’에 2일 발표됐다. 구본혁 기자

nbgkoo@heraldcorp.com